SardchalStore SardchalStore

شش سوال متداول در مورد دیگهای بخار در صنعت

دیگ بخار یا همان بویلر صنعتی محفظه ایست استوانه ای شکل به صورت عمودی یا افقی که با یک راه‌اندازی ساده، آب و گرما را برای تولید بخار تحت فشار ترکیب کرده و به راحتی برای گرم کردن داخل ساختمان، موتورهای تأمین انرژی و مصارف دیگر به کار می‌رود. دیگ‌ بخار انواع مختلفی دارد و هر کدام به منظور خاصی استفاده می‌شود. در سیستم‌های گرمایشی مرکزی از دیگ‌ بخار برای گرم کردن آب یا هوا و یا گرم کردن خانه یا ساختمان استفاده می‌کنند. بنابراین دیگهای بخار برای گرم کردن انواع محلولهای مایع برای فرآیندهای مختلف از طریق مبدلهای حرارتی استفاده می شوند. مبدلهای حرارتی آب دیگ بخار (یا بخار) را از تماس مستقیم با محلولهای در حال گرم شدن باز می دارند. 

سوال های متداول درباره دیگهای بخار در صنعت

جداسازی مایع بسیار مهم است زیرا محلولهای فرآیند اسیدی یا سوزاننده خواهند بود و اگر مایعات از طریق مبدل حرارتی ترک خورده یا وسایل دیگر به لوله های دیگ بخار مهاجرت کنند، مایعات می توانند به دیگ بخار آسیب برسانند.

1- تفاوت بین ورودی و خروجی چیست؟

برای دیگهای بخار گاز، تقریباً 20 درصد ورودی از پشته خارج می شود و 80 درصد به گرمایش آب اختصاص می یابد. به خاطر داشته باشید که این "گرمای تلف شده" که از پشته خارج می شود، در واقع یک پیش شرط طبیعی لازم برای تخلیه محصولات احتراق از دیگ بخار ایجاد می کند. بدون آن انرژی حرارتی برای ایجاد پیش شرط، به یک فن بادگیر القایی نیاز است. برخی از مهندسان کارخانه آنچه را که از پشته خارج می شود، "گرمای هدر رفته" می دانند و ممکن است بخواهند بخشی یا تمام آن گرما را با یک دستگاه اکونومایزر پشته استخراج کنند.شرایطی که به نفع شما است شامل موارد زیر است:

  • درجه حرارت بالا (700 درجه فارنهایت [371 درجه سانتیگراد] و بالاتر).
  • دیگهای بزرگ (200 اسب بخار و بالاتر).
  • بار گرمایش مداوم

قبل از سرمایه گذاری در اکونومایزر پشته، ROI را به طور کامل درک کنید. (نصب، هزینه نگهداری و طول عمر اکونومایزر را فراموش نکنید.) همچنین محاسبه کنید که اکونومایزر چه تاثیری بر سیستم دیگ بخار خواهد داشت. افزودن یک اکونومایزر پشته ممکن است به یک فن تهویه القایی و تغییر از نوع 1 (فشار منفی غیر متراکم) به دسته 3 (فشار مثبت غیر متراکم) نیاز داشته باشد.

2- تفاوت بین بار راه اندازی و بار عملیاتی چیست؟

در مورد اندازه دیگ بخار، درک تفاوت بین بار راه اندازی و بار عملیاتی مهم است. یک مثال از بار راه اندازی گرم کردن همه مخازن دسته ای از یک شروع سرد در صبح شنبه است. یک مثال از بار عملیاتی، گرمای ورودی مورد نیاز برای حفظ دما بعد از اینکه سیستم در حال حاضر در دمای بالا است، می باشد.پس از گرم شدن همه چیز، ضرر BTU/hr از عملکرد عادی چندان قابل توجه نیست. بنابراین، بار راه اندازی سرد تقریباً به BTU های بیشتری در ساعت نسبت به بار عملیاتی نیاز دارد. مدت زمانی که طول می کشد تا مخازن تا دما برسند، با این حال، برای اندازه گیری دیگ بخار مهم است.با بازگشت به فرمول اندازه گیری دیگهای آب گرم، هنگامی که سرعت جریان دو برابر می شود، نیاز BTU/hr دو برابر می شود. و به همین ترتیب، اگر میزان جریان به نصف کاهش یابد، نیاز BTU/hr نیز نصف می شود. به عنوان مثال، با تغییر زمان گرم شدن صبح روز شنبه از 1.5 به 3 ساعت، اندازه دیگ بخار را می توان به نصف کاهش داد.با این حال، چند نکته در این مورد وجود دارد. اندازه دیگ بخار همیشه باید 15 تا 20 درصد بیش از میزان بار مورد نیاز BTU/hr باشد. همچنین، اگر دیگ بخار به طور خودکار صبح شنبه فعال نشود و کسی در آنجا نباشد که آن را تنظیم مجدد کند، زمان طولانی راه اندازی ممکن است تولید را مختل کند.

بویلر

3- چرا اندازه دیگ بخار مهم است؟

علاوه بر هزینه بالای سرمایه و هزینه نصب دیگ بزرگتر، دلایل متعددی برای اهمیت اندازه دیگ وجود دارد.یک دیگ بخار بزرگ (برای بار مورد استفاده) اغلب از آتش کم تا خاموش می شود زیرا - حتی در آتش کم - بار روی دیگ بخار ممکن است بسیار کوچک باشد. چرخه کوتاه نه تنها منجر به فرسودگی بیشتر اجزای مشعل می شود، بلکه از سوخت بیشتری پس از هر چرخه پیش تصفیه مشعل برای جبران اتلاف حرارت در طول پیش پاکسازی استفاده می کند. در کدها لازم است قبل از روشن شدن مجدد مشعل، چهار تغییر هوا در محفظه احتراق انجام شود تا محفظه احتراق هرگونه سوختی را که ممکن است از طریق سوپاپ گاز سوز و یک تماس دیگر از دریچه های گاز خاموش کننده ایمنی نشت کرده باشد، خارج کند. برای گرما یک چرخه پیش تصفیه این کار را با روشن کردن فن مشعل به طور معمول 30 تا 90 ثانیه انجام می دهد، هوای محیط را از طریق دیگ بخار و مبدل حرارتی آن عبور می دهد و سپس، در نهایت، آن هوا را از پشته خارج می کند. در انجام این کار، آب جاری را در دیگ بخار خنک می کند.این ضرر BTU باید هر بار که دیگ بخار دوباره جبران می شود جبران شود - به سوخت بیشتری احتیاج دارد. یک دیگ بخار که بتواند میزان شلیک خود را در زیر کمترین بار گرمایش تعدیل کند، مدت زمان بیشتری "روشن" باقی می ماند و از سوخت کمتری نسبت به دیگ بخار که چرخه کوتاهی دارد استفاده می کند. دلیل دیگر انتشار گازهای گلخانه ای است.

4- آیا باید دو دیگ بخار نصب کنید یا یکی؟

اگر عملیات بسیار مهم است، یک دیگ بخار پشتیبان توصیه می شود. بسته به نیاز به پشتیبان گیری کامل یا جزئی، دو دیگ بخار را می توان برای 60 تا 100 درصد از کل بار اندازه بندی کرد. با استفاده از دو دیگ بخار که هر کدام 60 درصد ظرفیت دارند، می توانند با یکدیگر یک خط شوند تا زمان راه اندازی را کاهش دهند. سپس، یکی از دیگهای بخار را می تواناز خط خارج کرد، و دیگری می تواند بار کارکرد را با شانس کمتر چرخه حفظ کند. علاوه بر این، در صورتی که یک دیگ بخار کار نکند، دیگ دیگر همچنان می تواند 60 درصد ظرفیت تولید را تأمین کند.سیستم های تاخیری وجود دارد که می تواند زمان کار مساوی را برای هر دو دیگ بخار به صورت خودکار انجام دهد. داشتن دو دیگ بخار یکسان نیز به معنای موجودی قطعات یدکی کمتر است و می توان قطعات کنترل را به راحتی تغییر داد. در برخی موارد، الزامات انتشار برای یک دیگ بزرگتر ممکن است مشعل کمتری نسبت به دو دیگ کوچکتر مورد نیاز ایجاد کند. اما یکی از معایبش این است که هزینه خرید و نصب برای یک دیگ بخار بزرگ معمولاً کمتر از دو دیگ کوچکتر خواهد بود.

نصب دو بویلر به صورت خطی

5- آیا باید آب یا بخار نصب کنید؟

اگر می توانید یک سیستم گرمایش فرایند را در دمای کمتر از 240 درجه فارنهایت (115 درجه سانتی گراد) طراحی کنید، آب گرم چندین مزیت نسبت به بخار دارد. سیستم های آب گرم نسبت به سیستم های بخار به اجزای کمتری و نگهداری کمتری نیاز دارند. سیستم های معمولی آب گرم دارای یک پمپ سیرکیوله، یک مخزن انبساط، جدا کننده هوا و یک فیدر شیمیایی هستند. شکل 1 روش مناسب نصب این قطعات را نشان می دهد. آنها سیستم های حلقه بسته هستند، به این معنی که پس از پر شدن سیستم و پاکسازی تمام هوا، سیستم باید محکم بسته شود و مگر در صورت لزوم تخلیه نشود.اهمیت مخزن انبساط را نباید نادیده گرفت. اگر مخزن انبساط درست کار نکند، فشار آب سیستم با افزایش دمای سیستم افزایش می یابد. فشار معمولاً تا جایی افزایش می یابد که شیر تخلیه دیگ بخار باز شده و سیستم را تخلیه می کند تا زمانی که فشار کاهش یابد و شیر مجدداً تنظیم شود. این می تواند توسط پرسنل تعمیر و نگهداری مورد توجه قرار نگیرد، زیرا ممکن است یک رویداد خودکار و دوره ای به نظر برسد. همچنین ممکن است مورد توجه قرار نگیرد زیرا شیر آرایش کاهنده فشار به طور خودکار آب را به سیستم اضافه می کند و دیگ بخار همچنان آتش می گیرد و در شرایط کم آب قفل نمی شود. اگر این چرخه اغلب به اندازه کافی تکرار شود، دیگ بخار می تواند پر از رسوب و آهک شود، کاهش راندمان انتقال حرارت و در نهایت منجر به خرابی لوله های بیش از حد گرم یا سایر قطعات مخزن تحت فشار می شود.افزودن کلید فشار آب به دیگ بخار یا لوله کشی سیستم برای نشان دادن فشار بیش از حد، یکی از راههای تشخیص خرابی مخزن انبساط است. بررسی های منظم بصری که فشارسنج دیگ بخار معمولی است و بسیار پایین تر از تنظیم سوپاپ فشار توصیه می شود. شیر کاهنده فشار باید طوری تنظیم شود که فشار آب کافی برای رسیدن به بالای لوله سیستم با بالشتک 4 تا 5 psi را تامین کند. هیچ دلیل یا مزیتی برای استفاده از سیستم گرمایش آب با فشار پر شدن سرد بیشتر از آن وجود ندارد.فیدر شیمیایی معمولاً برای افزودن بازدارنده های خوردگی به سیستم برای جبران اکسیژن محلول جذب شده در آب در طول پر شدن اولیه استفاده می شود. در صورت امکان انجماد، می توان گلیکول ها (اتیلن یا پروپیلن) را از طریق فیدر شات اضافه کرد.

بویلر

دلیل کاهش بازدهی

به خاطر داشته باشید که گلیکول ها بازده انتقال حرارت را کاهش می دهند، بنابراین برای محافظت از ترکیدگی و جلوگیری از یخ زدگی، فقط مقدار کافی گلیکول را در حجم اضافه کنید. بررسی هفتگی pH آب سیستم ایده خوبی است. در دیگهای گرمایش آب، pH  باید در مقیاس pH بین 8 تا 9 باشد. اگر اسیدها یا مواد سوزآور که به طور غیر مستقیم گرم می شوند از طریق مبدل حرارتی معیوب یا وسایل دیگر وارد سیستم دیگ بخار شوند، آسیب به دیگ بخار می تواند شدید باشد.دیگهای بخار نیازی به پمپهای گردشی ندارند زیرا بخار تحت توان خود به مبدلهای حرارتی حرکت می کند. سیستم های بخار به تله هایی در انتهای هدر بخار و در خروجی همه مبدل های حرارتی نیاز دارند. سیستم های بخار فشار پایین ممکن است به یک یا چند ایستگاه انتقال میعانات نیاز داشته باشند تا میعانات از تله ها به واحد تغذیه دیگ بخار بازگردند. سیستم های بخار فشار قوی معمولاً دارای فشار کافی در تله ها هستند تا میعانات را بلند کرده و به واحد تغذیه دیگ بخار بازگردانند. یک psi فشار بخار در ورودی به یک تله می تواند میعانات را تا 2.3 اینچ بالا ببرد. برای گیاهان بزرگ با بخار طولانی، قطر خطوط بخار فشار قوی می تواند به طور قابل توجهی کوچکتر از خطوط بخار فشار کم باشد.اگر دو یا چند دیگ بخار در یک سرآمد بخار لوله کشی می شوند، قبل از رسیدن به بخار دیگ بخار قبل از رسیدن به بخار ، باید دریچه های چک یا دریچه های توقف نصب شود تا از برگشت جریان و تراکم بخار به خط دیگر جلوگیری شود. آرایش آب نرم شده با بیش از یک تا دو دانه سختی در هر گالن و دانه های "صفر" ترجیح داده می شود.درمان شیمیایی همراه با انفجار نیز ضروری است. تصفیه شیمیایی برای آزمایش آب دیگ به طور منظم به کولر نمونه نیاز دارد و معمولاً توسط متخصص تصفیه آب کنترل می شود. دیگهای بخار فشار قوی باید سالی یکبار در ساحل باز و بررسی شوند و توصیه می شود که دیگهای بخار فشار کم پس از یک سال کار باز شوند تا از موثر بودن برنامه تصفیه آب اطمینان حاصل شود. یک برنامه تصفیه آب موثر برنامه ای است که از تجمع آهک و خوردگی سطوح کنار آب داخل دیگ جلوگیری می کند. در صورت کشف رسوبات آهکی یا خوردگی (معمولاً اکسیژن) تغییرات در برنامه تصفیه آب باید فوراً انجام شود.هر بار که دیگ بخار خاموش و سرد می شود، خلا ایجاد می کند، زیرا حجم بخار 1700 برابر آب است. خلاء را می توان با یک خلاء شکن یا از طریق مهر و موم شیشه گیج دیگ بخار شکست. اگر خلاء شکسته نشود، می تواند آنقدر قوی باشد که آب تغذیه را از گیرنده میعانات/واحد تغذیه دیگ بخار خارج کرده و به دیگ بخار ببرد. یک شیشه سنج کامل دیگ بخار صبح روز دوشنبه پس از خاموش شدن ، نشان دهنده این امر است. عدم تخلیه آب کافی از دیگ بخار تا زمانی که مقداری هوا در شیشه سنج قابل مشاهده نباشد می تواند منجر به انتقال آب به خط بخار شود.افزودن خلاء باعث خروج آب از واحد تغذیه دیگ بخار می شود، اما با این کار هوا را وارد دیگ بخار و لوله می کند و احتمال خوردگی اکسیژن را افزایش می دهد. راهکارهای مختلفی برای مقابله با این مسائل وجود دارد مانند روشن ماندن داغ دیگ بخار-با یا بدون عقب ماندگی شب-و همچنین درمان آمین برای محافظت از خط لوله در برابر خوردگی. این موارد باید با متخصص تصفیه آب شما برای عملیات خاص شما مورد بحث قرار گیرد.

بویلر

6- برخی از مسائل رایج چیست؟

یکی از مشکلات رایج که همه اپراتورهای دیگ بخار باید از آن آگاه باشند، خرابی شیرهای کنترل بین پمپ آب دیگ بخار و دیگ بخار است. اگر وضعیتی دارید که دیگ بخار می کند و پمپ آب تغذیه روشن می شود، اما به نظر نمی رسد آبی به دیگ بخار وارد شود، این معمولاً ناشی از بسته نشدن محکم شیر کنترل است. در ابتدا، این نشان می دهد که دیگ بخار روی آب کم خاموش می شود، اما آب در شیشه گیج دیگ بخار در سطح عملکرد معمولی خود است. این به این دلیل است که آب دیگ بخار از طریق یک یا هر دو سوپاپ معیوب به پمپ تغذیه مهاجرت کرده است.هنگامی که پمپ تغذیه روشن می شود، فشار زیر جوی را در جریان ایجاد می کند و آب داخل پمپ به صورت بخار چشمک می زند. از آنجا که بخار نمی تواند پمپ شود، تا زمانی که دمای آب به اندازه کافی کاهش نیابد، اتفاقی نمی افتد و بخار داخل پمپ به حالت مایع متراکم می شود. سطح آب بازیابی می شود، اما در این زمان، دیگ بخار می تواند در آب کم قفل شود. اگر سوپاپ های چک به درستی کار می کنند، درجه حرارت لوله ورودی آب تغذیه دیگ بخار باید بسیار گرمتر از دمای لوله تخلیه پمپ باشد. اغلب اوقات، نوع اشتباه دریچه های کنترل برای این سرویس نصب می شود. چنین خطایی در نهایت منجر به این نوع شکست می شود.فشار منفی اتاق در داخل کارخانه می تواند بر عملکرد دیگ بخار تأثیر منفی بگذارد. دیگهای بخار اغلب در داخل کارخانه های فرآوری با کمی یا بدون جداسازی اتاق نصب می شوند. گیاهانی که از بادگیرهای خروجی با حجم بالا استفاده می کنند، ممکن است با توجه به فشار اتاق منفی شوند، به خصوص در زمستان که درهای رول بسته هستند. این فشار منفی می تواند به اندازه ای قوی باشد که بر نحوه "تنفس" دیگ بخار تأثیر منفی بگذارد و منجر به شعله ور شدن و جریان معکوس گازهای خروجی به سمت پشته به جای خروج از پشته شود.برای دستگاه های جدید، این امر باید در مرحله طراحی با در نظر گرفتن اقداماتی مانند افزودن سازه مجاور در کنار ساختمان اصلی (ها) با دیوار مشترک به منظور حفظ محیط جداگانه دیگ بخار از بقیه کارخانه، در نظر گرفته شود. برای دستگاه های موجود در معرض این مشکل، اگر هیچ وسیله دیگری برای تصحیح فشار منفی گیاه وجود نداشته باشد، ممکن است یک فن بادکش القایی باشد.